Çamur Ayırma Sistem

Mikrotünel makinesinden gelen suyun kazılmış malzemeden ayrılarak tekrar kullanılabilmesi sağlayan birimdir. Elek, depo, karıştırıcı, pompa ve elektrik motorlarından oluşmaktadır (Şekil 3.8). Suyundan ayrılan malzeme dışarı alınırken, su sisteme tekrar beslenmektedir. Çamur ayırma sisteminin teknik özellikleri Tablo 3.15’de gösterilmiştir.

33

ġekil 3.8: Çamur ayırma sistemi görünüşü[11]. Tablo 3.15: Çamur ayırma ekipmanın teknik özellikleri[11].

Maksimum tane boyutu 5 mm

Depo kapasitesi 150 lt

Karıştırıcı elektrik motoru gücü 0,55 kW

Devir 47,6 dak-1 Giriş bağlantısı 2,5 " Çıkış bağlantısı 2,0 " Uzunluk L 1600 mm Genişlik W 780 mm Yükseklik H 1560 mm Ağırlık 610 kg 3.4.3.3 Pompalar

Sistemdeki kazılmış malzemeyi taşıyan suyun ayırma sistemine getirilmesini sağlayan pompa, çamur pompasıdır (Şekil 3.9 ve Tablo 3.16).

34

Tablo 3.16: Çamur pompasının teknik özellikleri[11].

Hız değişimi 0-1500 rpm Güç 30 kW Voltaj 400 V Frekans 50 Hz Nominal akış 150 m3/h Basma yüksekliği 36 m Yoğunluk 1,17 kg/lt

Maksimum parça boyutu 50 mm

Uzunluk L 1580 mm Genişlik B 655 mm Yükseklik H 690 mm

Taşıma noktası sayısı 1 adet

Ağırlık 574 kg

Suyun, tanktan alınarak sisteme verilmesini sağlayan pompa ise besleme pompasıdır.(Şekil 3.10 ve Tablo 3.17).

ġekil 3.10: Besleme pompası[11].

Tablo 3.17: Besleme pompasının teknik özellikleri[11].

Hız değişimi 0-2900 rpm Güç 30 kW Voltaj 400 V Frekans 50 Hz Nominal akış 0-170 m3/h Basma yüksekliği 47,1 m Yoğunluk 0,99 kg/lt Uzunluk L 1250 mm Genişlik 400 mm Yükseklik H 750 mm

Taşıma noktası sayısı 1 adet

35

Boru itme sırasında boru ile zemin arasındaki sürtünmeyi azaltmak için kullanılan bentonit, bentonit pompası sayesinde kuyruk borusu üzerindeki 3 adet delikten boru hattına ilave edilmektedir. Bu pompanın teknik özellikleri Tablo 3.18’de listelenmiştir.

Tablo 3.18: Bentonit pompasının teknik özellikleri[11].

Maksimum tane boyutu 5 mm

Maksimum çıkı debisi 1,5 m³/h

Maksimum double stroke/dakika 100 bar

Minimum double stroke/dakika 3 bar

Güç 400V 50Hz 9,05 kW

Diğer bir pompa olan enjeksiyon pompasının teknik özellikleri ise Tablo 3.19’da sıralanmıştır.

Tablo 3.19: Enjeksiyon pompasının teknik özellikleri[11].

Kapasite 1,5 m³/h

Maksimum double stroke/dakika 100 bar

Minimum double stroke/dakika 3 bar

Maksimum tane boyutu 5 mm

3.4.4 Kuyular

Kuyular dikdörtgen kesitli olarak imal edilmiştir. İtme kuyuları; mikrotünel makinesi, itme ekipmanı ve itilecek borular sığacak şekilde 2,5 m x 3,5 m boyutunda, alıcı kuyular ise 1,5 m x 2,5 m boyutunda açılmıştır. Derinlik ise, hat derinliğine bağımlıdır.

Kuyu duvarları itme kuvvetlerini ve yanal kuvvetleri karşılayacak şekilde 30 cm kalınlıkta donatılı olarak imal edilmiştir. Kuyu imalatı iki şekilde yapılmıştır; birincisi, kazısı yapılan itme ve çıkış kuyuları içine kalıplar yerleştirilerek donatılı hale getirildikten sonra beton dökülerek imalat gerçekleştirilmiş. Uygun zemin koşullarınında ise, çıkış kuyularının donatılı betonu bütün olarak önceden imal edilerek vinç ile kazı boşluğuna yerleştirilmiştir(Şekil 3.11). İtme kuyularında ayrıca itme duvarı yapılarak kuyuların zarar görmesi engellenmiştir.

Proje kapsamında imal edilen kuyuların kazı bölgelerine göre dağılımı ile bu kuyuların yüzey ve akar kotları Ek_A’da verilmiştir.

36

ġekil 3.11: Prekast Kuyu[1].

3.4.5 Borular

Teknik şartname gereği; itme boruları, BS5911(Kısım 120:1989) Elastik Derzli Donatılı İtme Boruları için kullanılan standarda ve DIN 4035 standartına uygun olarak tasarlanmıştır. Borular çelik kenar derzli ve donatısı hem çevresel hemde boyuna yükleri karşılayak şekilde imal edilmiştir. Proje kapsamında kullanılan itme boruların teknik özellikleri Şekil 3.12 ve Tablo 3.20’de gösterilmiştir.

ġekil 3.12: Kullanılan itme borusu[8].

Tablo 3.20: Boruların teknik özellikleri[12].

Boru dış çapı 760 mm

Boru iç çapı 600 mm

Boru et kalınlığı 80 mm

Boru boyu 2000 mm

Boru üstüne uygulanabilecek maksimum basınç 350 bar Maksimum boru itme uzunluğu

Boru ağırlığı

120 1100

m kg

37 4. PERFORMANS ANALĠZĠ

4.1 Genel

Kazı makinelerde kesme işi ana işlemdir, ancak kesmenin yanında diğer faktörlerde göz önüne alınır. Hızlı ilerleme bütün makine bölümlerinin uyumlu şekilde çalışmasıyla mümkündür. Makine ile yapılacak bir kazıda önceden maliyetin belirlenmesi önemli bir faktördür. Performans tahmin yöntemleri, belirli formasyonu kazısında kullanılacak bir mekanik kazıcının ekonomikliğini belirleyerek, kazı maliyetini ortaya koyar. Makine performansını; jeolojik-jeoteknik parametreler, makine parametreleri ve teknik-operasyonel parametreler belirlemektedir.

Makine performansını belirlemeye yönelik olarak bir çok model geliştirilmiştir. Bu modeller Tablo 4.1’de gösterilmiştir.

Tablo 4.1 Performans tahmin modelleri[13]. Performans Tahmin Modelleri

1 Empirik modeller 2 Deneysel

modeller

-Tam boyutlu kazı seti ile yapılan testler -Küçük boyutlu kazı seti ile yapılan testler -İndeks deneyleri

3 Yarı teorik modeller

-Bilgisayar modellemeleri ve kesici kafa simülasyonu

4 Gerçek makine ile yapılan arazi testleri

5 Gerçek makine ile yapılan laboratuvar testleri

Performans tahmininde kullanılan empirik modeller; kazı makinesinin arazi performansı ile zemin veya kaya özellikleri arasındaki istatiksel ilişkiden elde edilmişlerdir. Uygulanabilirlikleri oldukça kolaydır ve düşük maliyetlere sahiptirler. Gerçek kazı makinesinin kullanıldığı arazi ve laboratuvar testleri ise oldukça doğru sonuçlar vermektedir ancak bu tür uygulamaların maliyetlerinin çok yüksek olması nedeniyle çok büyük projeler dışında tercih edilmezler. Deneysel modeller ise; empirik modellere göre pahalıdır ancak, gerçek makine ile yapılacak testlere göre oldukça kolay uygulanabilirliğe ve düşük maliyete sahiptir.

38

İstanbul Teknik Üniversitesi’nde Maden Mühendisliği Bölümü imkanları arasında kazı makinesinin performansının, deneysel verilere göre tahmininde kullanılan Tam Boyutlu Doğrusal Kazı Seti ile küçük boyutlu kazı seti bulunmaktadır.

Tam Boyutlu Doğrusal Kazı Seti ile performans tahmini, kaya ortamından alınan büyük boyutlu numune üzerinde laboratuvar ortamında gerçek boyuttaki keskilerle yapılmaktadır. Kesme derinlikleri ve keskiler arası mesafeler değiştirilerek, normal kuvvetler, kesme kuvvetleri ve spesifik enerji değerleri belirlenmektedir. Bu yöntem, tam boyutlu bir test olduğu için, boyut ile kayaç davranışlarından kaynaklanan belirsizlikleri azaltır. Kuvvetlerin ölçülmesi sayesinde; makine ve keski seçimi yapılabilir, performans ve maliyet tahmininde bulunulabilir. Spesifik enerji değerleri farklı kesme derinliği ve keskiler arası mesafeler için belirlenir, daha sonra aşağıdaki eşitlikte(4.1) mekanik bir kazıcı için kazı hızı hesaplanabilir[14].

Burada;

ICR : Net kazı hızı (m3

/h) P : Kesici kafa gücü (kW)

SEopt : Optimum spesifik enerji (kWh/m3)

ke : Enerji transfer oranı (0,7-0,8)

olarak ifade edilir.

Büyük blok numunesi almanın zahmetli olması Tam Boyutlu Doğrusal Kesme deneyinin kullanımını azaltmaktadır. Bu nedenle, Küçük Boyutlu Kazı Seti ile performans tahmini yaygındır. Küçük Boyutlu Kesme deneyleri 7,6 cm çapındaki karot numunesi yada 20 10 10 cm boyutundaki kayaç numunesinin bir planya makinesinde tablaya oturtulup genişliği 12,7 mm olan bir kama uçlu keski vasıtasıyla 5 mm kesme derinliğinde kesilmesi esasına dayanır. Kesme esnasında oluşan kuvvetler kaydedilir ve ortalama kesme kuvvetlerinin birim mesafede kesilen pasa hacmine bölünmesiyle spesifik enerji MJ/m3

veya kWh/m3 olarak bulunur. İndeks değerler olarak sınıflandırılan test sonuçları daha önceden toplanmış olan arazi performans verilerine göre değerlendirilir[15].

39

Makinenin performansının belirlenmesi ve ifade edilmesinde bazı hesaplamalardan faydalanılmaktadır. Bu hesaplamaların çoğu, zamanı esas almaktadır. Bazı performans belirleme unsurlarını şu şekilde sıralayabiliriz.

-İlerleme hızı; belirli çalışma zamanında kaydedilen ilerleme miktarıdır ve genellikle m/gün, m/hafta ve m/ay olarak ifade edilir. Bakım zamanı da çalışma zamanı içinde değerlendirilir. Bakım zamanı düzenli periyotlar halinde düşünülebileceği gibi, ihtiyaç olduğunda harcanan zaman olarak da düşünülebilir. Bundan dolayı, bakım zamanlarının göz önünde bulundurulmasıyla kıyaslama açısından daha sağlıklı değerler elde edilmektedir.

-Makine kullanım oranı; makinenin kazı yaptığı zamanın, toplam çalışma zamanına oranı olarak ifade edilebilir.

-Keski tüketimi; birim hacim kayanın kazısı için tüketilen keski miktarını ifade etmektedir ve adet/m3 olarak gösterilir. Tüm kazıda gerekli olan keski sayısının belirlenmesinde kullanılır.